расчёт центробежного насоса

ст. (1 мм. рт. столба = 133,322 Па) жидкости и температуре перекачиваемого продукта от 193 К до 673 К. Насосы этого типа имеют ряд существенных преимуществ по сравнению с другими насосами: равномерность подачи жидкости; малые габаритные размеры при большой производительности; удобство непосредственного соединения с двигателями (электромотором или турбиной); простота обслуживания и ремонта. Наряду с перечисленными достоинствами, насосы этого типа обладают следующими недостатками: отсутствие сухого всасывания. Перед пуском насос необходимо заполнять жидкостью, так как разрежение, создаваемое при вращении рабочего колеса в воздушной среде, недостаточно для подъёма жидкости во всасывающую полость насоса вследствие большей разности плотностей жидкости и воздуха; зависимость напора от скорости вращения ротора. Невозможность варьировать производительность без изменения напора;сравнительно невысокий КПД (для насосов небольшой производительности);снижение КПД с увеличением вязкости перекачиваемой жидкости.Однако, благодаря отмеченным выше значительным достоинствам, центробежные насосы продолжают вытеснять поршневые, которые на многих нефтеперерабатывающих заводах уже отсутствуют. Поэтому, следуя полученным и заданным параметрам работы Н м (формула 18), Q м3/ч, подбираем нефтяной консольный двухступенчатый насос типа К-100-65-250, удовлетворяющий этим характеристикам. Определим необходимый двигатель по каталогам двигателей, удовлетворяющий требованиям по мощности Nдв > Nнасоса, по формуле:(22) где ρ – плотность перекачиваемой жидкости (формула (1)), кг/м3;g – ускорение свободного падения; Н – напор (формула (21)), м; Q – расход жидкости – исходные данные, м3/с. В соответствии с формулой (22) мощность насоса составит: Из каталога выберем электродвигатель марки 5А180М2Ж имеющий следующие характеристики:мощность – 30 кВт;частота вращения – 2925 об/мин;КПД – 91,5%;масса – 190кг.3Специальная часть3.1 Особенности эксплуатации центробежного насосаСогласно указаниям завода-изготовителя должны быть разработаны собственные инструкции и указания по обслуживанию и уходу за насосами в соответствии с местными условиями эксплуатации. В данных инструкциях должны быть установлены сроки проведения регулярных проверок и ревизий, а также работ по техническому обслуживанию и ремонту. Для каждого насоса необходимо завести эксплуатационный журнал, по которому можно было бы определить состояние насоса, установить необходимость проведения ревизии и соответствующего вида ремонта. Необходимо регулярно проверять эксплуатационную готовность резервных насосов, чтобы в любое время гарантировать ввод их в эксплуатацию.При установке насосов на открытой площадке следует обратить внимание на необходимость их постоянного прогрева при низких температурах, во время стоянки, а также на своевременное опорожнение от жидкости насосов и трубопроводов после их остановки. Пуск насоса в холодном состоянии при перекачивании жидкости с различной вязкостью недопустим, так как это может привести к повреждению насоса.Первую смену масла и чистку масляных полостей в подшипниках с жидкой смазкой проводят после 200 ч эксплуатации, следующую смену масла - после 1500-2000 ч, но не реже одного раза в год. Допускается увеличение сроков замены масла при использовании высококачественных сортов масла (турбинное).Для подгонки паспортных рабочих характеристик насоса к требуемым по условиям эксплуатации в практике наибольшее распространение получил метод регулирования работы центробежных насосов с помощью обточки рабочего колеса. Так напор насоса находится в квадратичной зависимости от диаметра рабочего колеса поэтому, уменьшая диаметр колеса с помощью обточки, можно изменять и характеристики насоса.Для получения расчётной величины нужного напора центробежного насоса при обточке колеса, необходимо номинальную величину напора умножить на квадрат отношения диаметра обточенного колеса к номинальному диаметру.Регулировать работу центробежного насоса можно при помощи изменения сопротивления в потребительской сети, либо установкой байпасных линий. Байпасная линия позволяет производить направленный сброс излишков перекачиваемой жидкости обратно в приемную емкость. Регулировка количества сбрасываемой жидкости производится путем степени открытия задвижки на байпасной линии. Изменение условий работы насоса на сеть позволяет регулировать работу насоса в широком диапазоне.В потребительской сети байпасирование приводит к снижению подачи. В результате в потребительской сети можно получить одновременно меньший напор и меньшую подачу (энергия жидкости идёт на сброс).Снижение напора с помощью перепуска жидкости с напорной линии во всасывающую обеспечивает снижение напора на 10…30 % в зависимости от крутизны напорной характеристики насоса.3.2 Подготовка центробежного насоса к ремонтуПеред началом ремонта технологический процесс должен быть остановлен или переведен на резервную линию при наличии. Необходимо перекрыть запорные вентили на входе и выходе из насоса. Электродвигатель должен быть обесточен и вывешена предупредительная табличкана пускателе насоса.Необходимо убедиться в отсутствии давления во всасываюшем и нагнетательном трубопроводах и герметичности отсекающих задвижек. Насос должен быть отсоединен от трубопроводов, освобожден от перекачиваемого продукта, промыт и пропарен. Детали и узлы насосов перед дефектовкой должны быть тщательно очищены от грязи, остатков продукта, промыты и, при необходимости, пропарены.В настоящее время существует три основных вида ремонта центробежных насосов.Текущий проводится силами персонала, обслуживающего насос и включает в себя следующие работы: проверка и регулировка осевого разбега ротора;проверка состояния и зазора в подшипниках скольжения, проверка состояния подшипников качения;проверка уплотняющей способности торцового уплотнения, при необходимости ремонт или замена;осмотр и при необходимости ремонт или замена защитных гильз вала;перенабивка сальников;проверка состояния нажимных сальниковых втулок;осмотр соединительной муфты, замена смазки;проверка системы охлаждения и смазки, трубопроводов и штуцеров на насосе. Замена масла;проверка крепления насоса и электродвигателя к раме, а рамы к фундаменту;проверка центровки с электродвигателем. Средний – проводится, как правило силами специализированного ремонтного персонала. В состав среднего ремонта входит:проверка состояния рабочих колес, проверка на трещины цветной дефектоскопией, при необходимости их замена; ремонт или замена уплотнительных колец рабочих колес и корпуса;проверка состояния баббитовой заливки подшипников скольжения, регулировка зазоров, проверка состояния подшипников качения;проверка роторов на биение, статическая и при необходимости динамическая балансировка;разборка, проверка и при необходимости замена соединительной муфты;очистка и промывка масляных емкостей подшипников;шлифовка разгрузочного диска и его шайб;осмотр и восстановление резьбовых соединений насоса, шеек, шпоночных канавок и резьб вала, при необходимости его замена. Проверка вала на отсутствие трещин цветной и ультразвуковой дефектоскопией, а остальных деталей визуально;осмотр и при необходимости замена нажимных втулок сальниковых уплотнений, маслоотбойных и маслосъемных колец, грундбукс, фонарных колец;осмотр маслонасоса с заменой изношенных деталей, чистка масляного холодильника;центровка вала насоса и электродвигателя;проверка приемного клапана для насосов, работающих без подпора;обкатка и опробование насоса в работе. Капитальный ремонт- проводится специализированными ремонтными подразделениями и включает в себя следующие работы:состав работ среднего ремонта;расточка и загильзовка посадочных мест корпуса насоса под подшипники, диафрагму, уплотнительные кольца, грундбуксы, уплотнение вала;нарезание ремонтных резьб. Восстановление корродированных мест и привалочных поверхностей;проверка горизонтальности корпуса насоса;ремонт фундамента;обкатка и испытание насоса. 3.3Порядок выявления и устранения отклонений от режимов в работе центробежного насосаПеречень возможных неисправностей и отклонений в режимах работы с рекомендациями по их устранению приведены в таблице 3.1.Таблица 3.1 – Перечень возможных неисправностей и методы устраненияНеисправностьВероятная причинаМетод устраненияНасос не подает жидкостьНасос не полностью заполнен перекачиваемой жидкостьюЗаполнить полностью насос перекачиваемой жидкостьюВращение вала насоса в противоположную сторонуОбеспечить правильное вращение вала насосаВысота всасывания больше допустимой, либо недостаточное давление подпораПроверить уровень жидкости в приемной емкости. Проверить потери на сопротивление во всасывающей линии. Привести в соответствие с паспортными характеристикамиНегерметичность торцевого уплотнения вала или всасывающего трубопроводаУстранить негерметичностьНаличие газов или воздуха во всасывающей линии или в корпусе насосаСпустить газы и воздух. Заполнить насос и всасывающую линию жидкостьюНасос не создает напораИзношены уплотнительные кольцаЗаменить кольцаНеправильное вращение валаОбеспечить правильное вращение вала электродвигателяЧастично засорены каналы рабочего колесаПрочистить каналы колесаНасос потребляет большую мощностьНасос работает в зоне больших энергозатрат (напор меньше, а подача больше проектных)Прикрыть задвижку на нагнетательном трубопроводеМеханические повреждения деталей электродвигателя или насосаПоврежденные детали заменитьПовышенные шум и вибрация при работеЯвление кавитацииУменьшить подачу или увеличить подпорПодача насоса ниже минимально допустимой (на 10% ниже оптимальной)Открыть задвижку на нагнетательной линииЧрезмерный нагрев уплотненияУплотнение работает «на сухую»Проверить наличие циркуляции жидкости, заменить пару тренияПродолжение таблицы 3.1 НеисправностьВероятная причинаМетод устраненияУтечка перекачиваемой жидкости через торцевое уплотнениеВысокое давление жидкости перед уплотнениемСнизить давление во всасывающей линии до проектногоПотеря эластичности уплотнительных колецЗаменить уплотнительные кольцаЗадиры трущихся поверхностей из-за попадания твердых частиц в перекачиваемую жидкость, либо работы «всухую»Заменить пару трения и устранить попадание твердых частицПерекос неподвижной втулкиПроверить и установить втулку без перекосаНабухание уплотнительных колецЗаменить уплотнительные кольцаПоломка пружиныЗаменить пружинуЗаключениеВ ходе выполнения данной работы былиподробно изучены теоретические основы процесса перемещения жидкостей, рассмотрены различные виды насосов и условия их применения. Определены основные принципы подбора насосной установки под конкретные производственные задачи. Подробно изучены принципы работы и устройство центробежного насоса.По предоставленным исходным данным произведены необходимые расчеты, как параметров перекачиваемой жидкости, так и необходимого напора для работы технологической установки. Результатом расчетов явился выбор диаметров всасывающего и нагнетательного трубопроводов, исходя из рекомендуемых скоростей течения жидкости, а также выбор подходящего по технологическим параметрам центробежного насоса. Далее произведен выбор электродвигателя необходимой мощности для приведения насоса в действие.По результатам выполненной работы можно дать заключение о том, что поставленные цели и задачи курсового проекта выполнены полностью.Список использованных источников1.Вихман Г.Л. Основы конструирования аппаратов и машин нефтегазоперерабатывающих заводов: учебник для вузов / Г.Л.Вихман, С.А.Круглов. – Л.: Альянс, 2017. – 328 с. 2. Дытнерский Ю.И. Основные процессы и аппараты химической технологии: пособие по проектированию: учебное пособие для вузов / Ю.И.Дытнерский, Г.С.Борисов, В.П.Брыков. – Л.: Альянс, 2017. – 496 с. 3. Лащинский А.А. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры: справочник / А.А.Лащинский, А.Р.Толчинский. – Л.: Альянс, 2013. – 752 с. 4. Семакина О.К. Машины и аппараты химических, нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств: учебное пособие / О.К.Семакина; Томский политехнический университет. – Томск: Издательство Томского политехнического университета, 2016. – 160 с. 5. Солнцев Ю.П. Материаловедение: учебник / Ю.П.Солнцев, С.А.Вологжанина, А.Ф.Иголкин. – М.: Академия, 2016. 6. Сугак А.В. Оборудование нефтеперерабатывающего производства : учеб. пособие для студ. учреждений сред. проф. образования / А.В. Сутак, В.К. Леонтьев, Ю.А. Веткин. — М.: Издательский центр «Академия», 2017. — 336 с. 7. Попова О.Ю. Методические указания по организации и проведению практических занятий по дисциплине «Проектирование CAD систем при оформлении технической документации на технологическое оборудование» для специальности 18.02.09 Переработка нефти и газа / О.Ю.Попова. – Волгоград: ЧПОУ «Газпром колледж Волгоград», 2018. 8. Фарамазов С.А. Оборудование нефтеперерабатывающих заводов и его эксплуатация. — Москва: Альянс, 2017 – 328 с. 9. Фарамазов С.А. Ремонт и монтаж оборудования химических и нефтеперерабатывающих заводов - Москва: Альянс, 2017 10. Ящура А. Система технического обслуживания и ремонта оборудования химической промышленности / А.Ящура. – М.: Энас, 2017. 11. ГОСТ 8732-78 «Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Сортамент» от 01.01.1979г.12. Руководство по эксплуатации 178.00.00.00 РЭ Электронасосы центробежные консольные типов КМ, КМС, насосы центробежные консольные типа К и агрегаты электронасосные на их базе для нефтепродуктов. – Валдай: Pro-solution, 2020. -50с.